현대 과학은 우리 지구가 1억 년 전, 즉 태양계 탄생 초기에 태어났고, 태양계에는 총 8개의 행성이 있으며, 지구는 생명을 낳은 유일한 행성이며, 지구상에서 가장 지적인 생명체인 인간은 세상의 신비에 대한 끊임없는 연구와 탐험이 탄생한 이래로 이제 인류는 지구를 벗어나 우주를 탐험할 수 있게 되었으며, 이는 인류의 과학과 기술 발전 속도가 매우 빠르다는 것을 보여주며, 인간이 지구를 떠날 때 인간의 호기심은 우주의 광대함에 매료됩니다. 인류는 우주가 실제로 얼마나 큰지 알고 싶어합니다. 우주에 외계 생명체가 있습니까? 이러한 질문을 가지고 인류는 우주 탐험의 길에 들어섰지만 우주를 탐험하는 것은 쉽지 않으며 결국 우주는 너무 크고 인간이 관찰할 수 있는 우주는 지금까지 0억 광년에 도달했으며 광년은 거리의 단위이고 광년은 빛의 속도로 0년의 거리에 해당합니다.
930亿光年就相当于光速飞行930亿年,而这仅仅是人类目前能够观测到的宇宙直径,宇宙真正的范围到底有多大?目前科学家还在研究当中,为什么说星际旅行非常困难呢?在宇宙中几乎是没有阻力的,如果给飞船一个初始速度,就能够持续运转下去,在理论上来说,这种情况就不需要担心能源问题,但现在人类连太阳系都无法飞出去,这到底是为什么呢?在我们地球上会受到摩擦力和空气的阻力,阻碍表面相互接触的物体的相对运动趋势的力叫做摩擦力。摩擦力,通常是用来描述固体表面之间的相互作用。对于固体与流体(液体和气体)之间则用的是阻力来描述,比如空气阻力。不过有时候我们也需要考虑固体和液体之间的摩擦力,比如机械齿轮之间的润滑油。
마찰은 정지 마찰, 미끄럼 마찰 및 구름 마찰로 나눌 수 있습니다. 다른 두 가지 힘과 달리 미끄럼 마찰과 구름 마찰은 소산되어 물체 사이의 상대 운동 속도를 감소시키고 기계적 에너지를 열 에너지로 변환합니다. 두 물체가 접촉하고 상대적인 이동 경향이 있는 한 정적 마찰이 있으며 정적 마찰이 특정 임계값을 초과하면 정적에서 운동으로 변경되며 이 값을 최대 정적 마찰이라고 합니다. 우주에는 마찰이 없고 저항이 없으므로 우주선의 속도는 동일하게 유지되어야 하지만 우주에서의 비행은 관성 항법에 속하며 매우 간단해 보이며 충분한 초기 속도만 있으면 되지만 실제로는 이러한 우주선 항법을 달성하는 것이 매우 어렵습니다. 우선, 우주의 우주선은 성간 항법을 수행할 때 목적지로 가는 길에 있든 지구로 돌아가는 길에 감속해야 하기 때문에 영원히 균일한 직선 운동을 유지하는 것이 불가능합니다. , 배의 연소 소비는 큰 문제입니다.
除了这些之外,还有一个更加严重的问题,那就是随着飞船不断减速,它的质量也会变得越来越大,根据爱因斯坦的相对论,质量增大的物体是无法超越光速和达到光速的,这就意味着如果我们想要实现星际旅行,就必须找到一种能够突破光速的方法,在侠义相对论中,物体的质量会随着速度的增加而增大,因而在速度接近光速时,物体的质量会趋向于无穷大,因此想要进一步加速,就需要耗费无穷多的能量,显然这是不可能发生的事情,所以光速时不可超越的,而且在侠义相对论中有个地层的数学框架,洛伦兹变换,里面有个因子非常重要,如图,v是速度,c是光速,由于根号里面不能是负数,并且分母也不能为零,因此速度v就要小于光速c。
이걸 보면 많은 사람들이 '그럼 우주선이 속도를 늦추지 않아도 괜찮지 않을까?' 우주에는 행성, 혜성, 소행성, 별 외에도 백색 왜성, 중성자별, 블랙홀 등과 같은 신비한 천체가 많이 있기 때문에 이러한 천체는 우주선의 비행에 영향을 미치기 때문에 천체가 무거울수록 중력이 커지고 중력을 발견한 최초의 과학자는 뉴턴이었고 1687년 만에 뉴턴은 모든 물체 사이에 중력이 있고 중력은 질량에 비례한다는 중력의 법칙을 제안했습니다. 거리의 제곱에 반비례하여 간단히 말해서 물체의 질량이 클수록 중력이 강해지고 반대로 질량이 작을수록 중력이 작아지며 중력의 법칙을 통해 천체의 운동 법칙을 알 수 있을 뿐만 아니라 천체의 질량을 계산하고 물체가 천체의 중력장을 제거하는 방법 등을 알 수 있습니다.
우주선이 천체를 통과 할 때, 중력의 영향을받을 것입니다, 현재 우리는 앞으로 계속 비행하기를 원합니다, 우리는 탈출 속도를 사용해야합니다, 탈출 속도의 크기는 천체의 질량과 관련이 있습니다, 이 결론은 우리가 지구보다 더 큰 질량을 가진 행성에 탐사선을 보낼 때, 탐사선이 탐사선에서 이륙하고 행성의 중력장을 탈출하기 때문에 탐사선은 더 많은 연료를 운반해야합니다 연소 된 연료의 양은 지구보다 많아야합니다. 그러나 감지 과정에서 운반하는 추가 연소로 인해 더 무거워져 지구의 탈출 속도까지 가속하고 지구의 중력장을 탈출하기가 더 어려워집니다. 물체가 질량이 M인 천체에서 탈출하려면 물체의 운동 에너지가 중력 위치 에너지와 같아야 합니다. 속도 v와 질량 m으로 움직이는 물체의 운동 에너지는 2/0mv^0입니다. 정의에 따르면 물체의 중력 위치 에너지는 물체와 천체 중심 사이의 거리 r의 함수이며 방정식은 G· M·m/r, 여기서 G는 중력 상수이고 값은 0.0×0^-0N·m^0·kg^-0입니다.
이 방정식에서 우리는 M과 r의 값을 변경하여 다른 천체의 탈출 속도를 결정할 수 있으며, 방정식에서 v와 r의 관계에 따라 물체가 멀리 떨어져 있을수록 천체에서 탈출하기가 더 쉽다는 것을 알 수 있습니다. 당연히, 이것은 천체가 천체에서 천천히 멀어짐에 따라 물체가 겪는 천체의 중력도 천천히 약해지기 때문이며, 과학자들의 연구에 따르면 첫 번째 우주 속도가 7.0km/s이며 "궤도 속도"라고도 합니다. 우주선이 지구 표면을 따라 원을 그리며 이동하는 데 필요한 최소 발사 속도를 나타냅니다. 두 번째 우주 속도는 0.0km/s로, "탈출 속도"라고도 하며, 이는 우주선이 지구의 중력 제약에서 벗어나 태양계에 진입하는 데 필요한 최소 발사 속도를 나타냅니다. 세 번째 우주 속도는 0.0km/s와 같으며 우주선이 태양의 중력 제약에서 벗어나 은하수를 배회하는 데 필요한 최소 발사 속도를 나타냅니다.
인간이 발사 한 우주선은 세 번째 우주에 도달하는 것과 같이 태양계를 벗어나기를 원하기 때문에 태양계를 전혀 떠날 수 없기 때문에 태양계의 중력 범위가 매우 크고 태양계의 가장자리가 오르트 성운에 있으며 2 년 전에 인간이 발사 한 보이저 0 및 0 탐사선은 지금까지 태양계를 완전히 벗어나지 못했으며 과학자들의 계산에 따르면 현재 비행 속도에 따르면 태양계를 완전히 벗어나는 데 최소 수만 년이 걸릴 것이므로 우주선은 초기 속도가 있어도 우주에 있습니다. 우주선은 다양한 중력의 영향을 받기 때문에 충분한 에너지 지원이 없으면 우주를 날 수 없으며 중력은 실제로 시공간이 구부러지는 모양이며 아인슈타인은 중력이 실제로 존재하지 않으며 질량이 있는 물체는 시공간을 구부리게 할 것이라고 믿었습니다. 질량이 클수록 시공간의 곡률이 커지고, 중력의 법칙과 일반 상대성 이론은 근본적으로 다르기 때문에 둘은 천체의 움직임을 다르게 설명합니다.
태양계에서는 태양의 질량이 가장 크고, 그것은 태양계 전체 질량의 059.0%를 차지하고 나머지 8개의 행성 및 기타 물질은 태양계 전체 질량의 0.0%를 차지하며 태양의 질량이 매우 크기 때문에 주변 시공간의 심각한 굴곡으로 이어지기 때문에 지구는 측지선을 따라서만 움직일 수 있고 평면에서 중력의 영향을 받는 물체는 두 점 사이의 최단 거리를 따라 이동하며 이 최단 거리는 측지선입니다. 따라서 우주에서는 우주선이 항력의 영향을 받지 않고 중력의 영향을 받더라도 우주선이 빨리 날 수 없게 되기도 하며, 우주선의 속도를 높이려면 우주선이 계속 날 수 있도록 충분한 힘이 있어야 하며 인간이 발사하는 가장 빠른 차량은 시속 0km, 즉 초당 0km로 빛의 속도의 약 0.0%인 Parker Solar Probe입니다.
이 속도는 인간에게는 매우 빠르지만 광활한 우주에서는 이 속도가 매우 느린 것처럼 보이며 성간 여행을 달성하려면 인간 우주선의 속도가 최소한 아광속 비행에 도달하거나 빛의 속도를 넘어서야 하지만 초광속 비행을 달성하는 것은 매우 어려운 일이며 과학자들은 현재 워프 엔진 기술을 적극적으로 연구하고 있으며 간단히 말해서 워프 엔진은 스페이스 워프(스페이스 워프)를 엔진으로 사용하는 추진 시스템입니다. 원리는 우주선 주변의 시공간을 크게 왜곡하여 시공간에서 고속 채널을 형성하여 우주선이 빛의 속도를 초과할 수 있는 능력을 얻을 수 있도록 하는 것입니다. 워프 엔진의 프로토 타입은 1957 년 독일의 물리학 자 케르하르트가 등장했습니다. 하임이 제안한 '하임 이론'은 양자역학과 상대성 이론의 모순을 6차원 시공간의 틀로 조화시키려는 이론이지만, 불행히도 '하임 이론'은 제안된 후 과학계에서 널리 인정받지 못하고 있다.
그러나 하임의 이론에 의해 추론된 빛보다 빠른 비행은 과학자들의 관심을 끌었고, 워프 엔진 기술은 우리가 일반적으로 알고 있는 자동차 엔진과 다르며, 워프 엔진은 빛보다 빠른 추진 시스템이며, 이 엔진은 우주선 주기의 시공간을 왜곡할 수 있으므로 우주선 앞의 공간이 압축되고 우주선 뒤의 공간이 확장되고 우주선 자체가 엔진의 영향을 받지 않는 보호 기포 층으로 싸여 있어 우주선의 앞뒤 사이의 큰 공간 차이로 인해 매우 큰 중력장이 생성됩니다. 이렇듯 동력을 발생시키는 것은 우주선이 아니라 주변 공간을 왜곡하는 것 같고, 이러한 공간은 왜곡되어 있기 때문에 우주선의 속도가 빛의 속도를 초과하더라도 실제로는 피상적인 현상일 뿐이며, 우주선 자체는 많은 에너지를 소비하지 않지만 우주선 주변의 공간은 끊임없이 수축하고 팽창하며, 실제로 하는 일은 두 점 사이의 거리를 줄이는 것뿐입니다.
한편으로 워프 엔진은 우주선을 "치트"하여 이동해야 하는 거리를 줄이고 다른 한편으로는 시간 팽창 효과로 인해 시간이 상대적으로 느리게 흐릅니다. 시간 팽창 효과는 아인슈타인의 상대성 이론에서 제안하는 중요한 개념으로, 물체가 빛의 속도에 가까운 속도로 움직일 때 시간이 팽창하고 수축하며 더 천천히 흐른다는 사실을 말합니다. 상대성 이론에서 빛의 속도는 불변의 기본 물리 상수입니다. 한 사람이 지구에 서 있고 다른 사람이 우주 왕복선에서 빛보다 빠르게 날고 있다고 가정하면 지구의 관찰자에게는 우주왕복선에 탄 사람의 시간 흐름이 더 느려지며 이는 시간이 느려지는 것과 같습니다. 간단히 말해서 우주왕복선이 빛보다 빠르게 비행할 때 우주왕복선에 탑승한 사람들이 왜곡된 시공간 속에 있는 시공간, 그리고 지구의 관찰자보다 우주왕복선의 시간이 더 느리게 흐른다. 그리고 워프 엔진 기술은 이를 활용하며, 인간이 정말로 워프 엔진 기술을 마스터할 수 있다면 인간이 우주를 여행하는 것이 훨씬 쉬워질 것입니다.
그러나 그렇다고 해도 인간이 이 기술을 실현하는 것은 매우 어렵고 물리학자 Miguel Alcubire는 이 기술을 1994으로 증명하고 싶었습니다. 철저한 계산과 연구 끝에 워프 엔진의 시공간 굴곡이 유지되어야 한다는 것이 밝혀졌습니다필요한 에너지의 양현재 우주의 총 에너지보다 더 많습니다. 간단히 말해서 수천억 개의 태양의 모든 에너지를 활용하더라도 시공간 굽힘 효과를 얻을 수 없습니다. 이때 음의 에너지가 필요하지만 과학자들은 아직 우주에서 음의 에너지를 발견하지 못했기 때문에 워프 엔진 기술을 실현하는 데 오랜 시간이 걸릴 것입니다편집자인류가 부단히 노력할 수만 있다면, 앞으로 인류의 과학과 기술이 발전함에 따라 인류는 이 기술을 실현할 수 있을 것이고, 그러면 인류는 우주의 더 많은 비밀을 파헤칠 수 있을 것이며, 하루빨리 이 날이 오기를 바랄 것이다.